用户态文件系统框架FUSE的介绍及示例（用户态系统态）

了解Linux文件系统的同学都清楚，Linux的文件系统都是在内核态开发的内核态开发最大的问题是涉及的内容比价多，调试不太方便因此，很多应用都不太原因涉及内核态的开发而fuse解决了文件系统必须在内核态的的难题。

它将文件系统的实现从内核态搬到了用户态，也就是我们可以在用户态实现一个文件系统fuse有很多应用，比如与对象存储（例如S3等）结合，可以实现通过普通目录访问云对象存储的方式，简化应用访问对象存储的复杂性。

本号将陆续推出3-5篇文章介绍fuse，今天是第一篇，将介绍fuse的基本原理，及给出一个非常简单的示例程序多说无益，我们接下来实际操作一下fuse软件安装要使用该库进行用户态文件系统的开发，必需先安装。

包括软件包和开发用的头文件等内容不同的平台安装方法略有不同，下面分别介绍一下Ubuntu 16.04sudo apt-get install libfuse2 libfuse-devCentOS 6yum install fuse fuse-devel

本文安装的是fuse-devel-2.9.4-1.0.4.el6.x86_64版本的，后续示例程序也是该版本的，如果版本不一致在测试时可能略有不同fuse基本原理简单的理解，fuse实现了一个对文件系统访问的回调。

fuse分为内核态的模块和用户态的库两部分其中用户态的库为程序开发提供接口，也是我们实际开发时用的接口，我们通过这些接口将请求处理功能注册到fuse中内核态模块是具体的数据流程的功能实现，它截获文件的访问请求，然后调用用户态注册的函数进行处理。

图1 fuse处理流程如图1所示，其中fuse_user是开发的用户态的文件系统程序，该程序启动的时候会将自己开发的接口注册到fuse中，比如读写文件的接口，遍历目录的接口等等同时，通过该程序在系统某个路径挂载fuse文件系统，比如/tmp/file_on_fuse_fs。

此时如果在该目录中有相关操作时，请求会经过VFS到fuse的内核模块（上图中的步骤1），fuse内核模块根据请求类型，调用用户态应用注册的函数（上图中步骤2），然后将处理结果通过VFS返回给系统调用（步骤3）。

示例及说明为了更好的理解如何使用fuse，我们这里实现一个具体的实例该实例非常简单，这里并不是一个真正的文件系统，也不会访问磁盘，而是在该文件系统的根目录中显示一个固定的文件，也就是Hello-world文件。

程序源代码#define FUSE_USE_VERSION 26 #include#include/* 这里实现了一个遍历目录的功能，当用户在目录执行ls时，会回调到该函数，我们这里只是返回一个固定的文件Hello-world。

*/staticinttest_readdir(constchar*path,void*buf,fuse_fill_dir_tfiller,off_toffset,structfuse_file_info

*fi){printf("tfs_readdir path : %s ",path);returnfiller(buf,"Hello-world",NULL,0);}/* 显示文件属性 */static

inttest_getattr(constchar*path,structstat*stbuf){printf("tfs_getattr path : %s ",path);if(strcmp(path

,"/")==0)stbuf->st_mode=0755|S_IFDIR;elsestbuf->st_mode=0644|S_IFREG;return0;}/*这里是回调函数集合，这里实现的很简单*/static

structfuse_operationstfs_ops={.readdir=test_readdir,.getattr=test_getattr,};intmain(intargc,char*argv

[]){intret=0;ret=fuse_main(argc,argv,&tfs_ops,NULL);returnret;}编译运行编译也是非常的简单，将上述内容复制到一个名为main.c文件中，然后执行如下命令：

gcc -o fuse_user main.c -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -lfuse假设在/tmp目录下面有一个file_on_fuse_fs目录，如果没有可以手动创建一个然后执行如下命令可以在该目录挂载新的文件系统。

./fuse_user /tmp/file_on_fuse_fs此时实际上已经有一个新的文件系统挂载在/tmp/file_on_fuse_fs目录下面，可以通过mount命令查看一下mount可以看到输出内容中包含如下内容：。

fuse_user on /tmp/file_on_fuse_fs type fuse.fuse_user (rw,nosuid,nodev)也可以通过ls命令查看一下这个目录，比如：ls -alh /tmp/file_on_fuse_fs

此时输出如下：

可以看出正式我们期望的内容，也就是只有一个名为Hello-world的文件至此，我们基本上了解了fuse的原理和如何基于fuse开发一个用户态的文件系统由于fuse库对操作做了很多封装，因此实现起来并不复杂。

后续我们再深入的介绍，包括fuse在内核中的实现和更为详细的用户态实现实例，以期我们对fuse有更加深入的理解